DE102018214613A1

DE102018214613A1 - Batteriepack

Info

Publication number: DE102018214613A1
Application number: DE102018214613.6A
Authority: DE
Inventors: Sven Krissler; Armin Schuelke; Alexander Siegert
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2018-08-29
Filing date: 2018-08-29
Publication date: 2020-03-05

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Batteriepack (10), insbesondere für ein Elektrofahrzeug, umfassend ein Batteriegehäuse (20), welches eine Innenwand (22) und eine Außenwand (24) aufweist, und mehrere innerhalb des Batteriegehäuses (20) angeordnete Batteriezellen (2). Innerhalb des Batteriegehäuses (20) ist mindestens ein Strukturelement (30) angeordnet, welches unmittelbar oder unter Zwischenlage eines weiteren Elements an der Innenwand (22) anliegt, und an dem mindestens einen Strukturelement (30) ist mindestens ein erstes Verschraubungselement (41) angebracht, welches zur Befestigung der Batteriezellen (2) dient, und welches mit einem zweiten Verschraubungselement (42) verbindbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Batteriepack, insbesondere für ein Elektrofahrzeug. Der Batteriepack umfasst ein Batteriegehäuse, welches eine Innenwand und eine Außenwand aufweist, und mehrere innerhalb des Batteriegehäuses angeordnete Batteriezellen.
Stand der Technik
Es zeichnet sich ab, dass in Zukunft vermehrt elektrisch angetriebene Kraftfahrzeuge zum Einsatz kommen werden. In solchen Elektrofahrzeugen werden aufladbare Batterien eingesetzt, vorwiegend um elektrische Antriebseinrichtungen mit elektrischer Energie zu versorgen. Für solche Anwendungen eignen sich insbesondere Lithium-Batteriezellen. Lithium-Batteriezellen zeichnen sich unter anderem durch hohe Energiedichten, thermische Stabilität und eine äußerst geringe Selbstentladung aus. Ein Batteriepack umfasst mehrere derartige Lithium-Batteriezellen, die elektrisch seriell als auch parallel miteinander verschaltet sind.
Lithium-Batteriezellen neuartiger Technologien weisen Festkörperelektrolyte auf und haben verhältnismäßig hohe Energiedichten. Die chemischen Bestandteile von solchen Lithium-Batteriezellen sind hoch aktiv, können aber nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs, beispielsweise oberhalb von 50°C und unterhalb von 80°C, optimal betrieben werden. Batteriepacks mit derartigen Lithium-Batteriezellen werden auch als Mitteltemperaturbatterien (Mid-T-Batterien) bezeichnet und haben außerhalb des besagten Temperaturbereichs einen verhältnismäßig hohen elektrischen Innenwiderstand. Deshalb können Mitteltemperaturbatterien außerhalb dieses Temperaturbereichs nicht optimal betrieben werden. Um Wärmeverluste zu minimieren ist im Allgemeinen eine Wärmedämmung für die Batteriezellen vorgesehen.
Ein gattungsgemäßer Batteriepack für ein Elektrofahrzeug umfasst ein Batteriegehäuse mit einer Innenwand und einer Außenwand, wobei die Batteriezellen innerhalb des Batteriegehäuses angeordnet sind. In einem zwischen der Innenwand und der Außenwand befindlichen Zwischenraum des Batteriegehäuses sind Mittel zur Wärmedämmung für die Batteriezellen vorgesehen. Ein derartiges Batteriegehäuse ist aus dem Dokument EP 2 985 804 A1 bekannt. Der zwischen der Innenwand und der Außenwand befindliche Zwischenraum des Batteriegehäuses ist mit einem wärmeisolierenden Stützmaterial ausgefüllt und anschließend evakuiert.
Im Fahrbetrieb des Elektrofahrzeugs treten beispielsweise durch Straßenanregungen, Beschleunigungsmanöver und Bremsmanöver sowie Kurvenfahrt bis hin zu Unfallsituationen hohe Beschleunigungen der Fahrzeugkomponenten auf, die in Verbindung mit einer verhältnismäßig großen Masse der Batteriezellen zu großen Beschleunigungskräften führen, die zwischen den Batteriezellen und dem Batteriegehäuse übertragen werden müssen. Um das Gewicht des Batteriegehäuses gering zu halten wird auch die Wandstärke der Innenwand und der Außenwand möglichst klein gehalten, insbesondere weniger als 1 mm, was zu hohen Spannungen bei punktueller Krafteinleitung auf die Innenwand, beispielsweise durch aufgesetzte Schweißbolzen, führt.
Das Dokument DE 103 19 350 B4 offenbart ein Batteriekastenmodul für ein Kraftfahrzeug. Das Batteriekastenmodul umfasst dabei eine Batterie, die in einem Kasten angeordnet ist. Der Kasten umfasst eine wannenartige Doppelwandkonstruktion mit einer Innenwand und einer Außenwand, die eine Vakuumdämmung aufweist. In dem Zwischenraum zwischen der Außenwand und der Innenwand ist ein Füllmaterial vorgesehen. Der Zwischenraum wird auf einen Druck von etwa 10^-2 hPa evakuiert. An der Innenwand ist ein Niederhalter angeschweißt, welcher die darin angeordnete Batterie hält.
Das Dokument DE 10 2014 102 454 A1 offenbart eine Batterieeinheit, welche eine Batterie umfasst, die in einem Aufbewahrungsgehäuse angeordnet ist. Bei der Batterie handelt es sich insbesondere um eine Lithium-Ionen-Batterie.
Zwischen der Batterie und dem Aufbewahrungsgehäuse sind Spiralfedern angeordnet, welche die Batterie in dem Aufbewahrungsgehäuse fixieren.
Das Dokument DE 10 2013 220 778 A1 offenbart ein Batteriegehäuse, in welchem eine Batterie angeordnet ist. Bei der Batterie handelt es sich beispielsweise um eine Lithium-Ionen-Traktionsbatterie für ein Fahrzeug. Das Batteriegehäuse ist aus einem Verbundwerkstoff ausgebildet, welcher eine Kunststoffmatrix und ein darin angeordnetes Fasergelege, Fasergewebe oder Metallblatt, beziehungsweise Metallgitter, aufweist. An dem Batteriegehäuse sind Koppeleinrichtungen vorgesehen, welche nach außen weisen, und welche dazu vorgesehen sind, mehrere Batteriegehäuse miteinander zu koppeln.
Das Dokument DE 10 2016 106 021 A1 offenbart ein Batteriegehäuse sowie ein zugehöriges Herstellverfahren. Das Batteriegehäuse umfasst zwei Halbschalen, welche jeweils eine Innenwandung und eine Außenwandung aufweisen. In einen Isolierspalt zwischen der Innenwandung und der Außenwandung ist eine Vakuumisolierung in Form von Isolierformteilen vorgesehen. Nach Einbringen der Vakuumisolierung wird der Isolierspalt evakuiert.
Das Dokument DE 10 2007 010 740 A1 offenbart eine Batterie mit einem doppelwandig ausgebildeten Gehäuse, welches ein Innengehäuse und ein Außengehäuse umfasst. Zwischen dem Innengehäuse und dem Außengehäuse ist ein Spaltraum ausgebildet. In dem Spaltraum ist ein Füllmaterial angeordnet. Das Füllmaterial ist insbesondere ein thermisch sowie elektrisch isolierendes Isolationsmaterial.
Offenbarung der Erfindung
Es wird ein Batteriepack für ein Elektrofahrzeug vorgeschlagen. Der Batteriepack umfasst dabei ein Batteriegehäuse, welches eine Innenwand und eine Außenwand aufweist. Der Batteriepack umfasst auch mehrere innerhalb des Batteriegehäuses angeordnete Batteriezellen.
Bei den Batteriezellen handelt es sich bevorzugt um Mitteltemperatur- (Mid-T-) Batteriezellen, welche Festkörperelektrolyte aufweisen. Die Batteriezellen können innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs, beispielsweise zwischen 50°C und 80°C, optimal betrieben werden.
Erfindungsgemäß ist innerhalb des Batteriegehäuses mindestens ein Strukturelement angeordnet. Das Strukturelement liegt unmittelbar oder unter Zwischenlage eines weiteren Elements an der Innenwand des Batteriegehäuses an. Das Strukturelement ist aus einem festen Material gefertigt, beispielsweise aus Stahl oder einem anderen Metall oder einer Legierung. An dem mindestens einen Strukturelement ist mindestens ein erstes Verschraubungselement angebracht. Das erste Verschraubungselement dient zur Befestigung der Batteriezellen. Das erste Verschraubungselement ist mit einem zweiten Verschraubungselement verbindbar.
Das erste Verschraubungselement ist beispielsweise eine Schraube. In diesem Fall ist das zweite Verschraubungselement eine Mutter. Das erste Verschraubungselement kann auch eine Mutter sein. In diesem Fall ist das zweite Verschraubungselement eine Schraube. Die Batteriezellen sind derart ausgestaltet oder weisen entsprechende Befestigungselemente auf, dass die Batteriezellen an dem mindestens einen Strukturelement befestigt sind, wenn das erste Verschraubungselement mit dem zweiten Verschraubungselement verbunden ist.
Das mindestens eine Strukturelement liegt mit einer im Vergleich zu einer Querschnittsfläche des an dem Strukturelement angebrachten ersten Verschraubungselements verhältnismäßig großen Fläche an der Innenwand des Batteriegehäuses an. Diese Fläche ist vorzugsweise mindestens zehnmal oder auch mindestens hundertmal so groß wie die Querschnittsfläche des an dem Strukturelement angebrachten ersten Verschraubungselements. Eine von den Batteriezellen auf die Innenwand des Batteriegehäuses übertragene Kraft wird somit durch das Strukturelement auf eine signifikant größere Fläche als die Querschnittsfläche des an dem Strukturelement angebrachten ersten Verschraubungselements verteilt, wodurch Spannungen in der Innenwand minimiert werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das mindestens eine Strukturelement mit der Innenwand des Batteriegehäuses stoffschlüssig verbunden. Zu denkbaren stoffschlüssigen Verbindungen zählen insbesondere Verschweißen sowie Verkleben. Aber auch weiter Arten von stoffschlüssigen Verbindungen, beispielsweise Löten, sind denkbar.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das mindestens eine Strukturelement eine Sicke auf, an welcher das mindestens eine erste Verschraubungselement angeordnet ist. Die Sicke erhöht einerseits die Steifigkeit des Strukturelements. Zusätzlich gestattet die Sicke, welche von der Innenwand des Batteriegehäuses absteht, das erste Verschraubungselement von der Innenwand beabstandet anzubringen, wodurch ein Kontakt des ersten Verschraubungselements mit der Innenwand des Batteriegehäuses vermieden wird.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegt das mindestens eine Strukturelement an mindestens zwei Seiten der Innenwand des Batteriegehäuses an. Die besagten beiden Seiten der Innenwand verlaufen dabei geneigt, vorzugsweise rechtwinklig, zueinander.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung liegt das mindestens eine Strukturelement unter Zwischenlage eines weiteren Elements an der Innenwand des Batteriegehäuses an, wobei das weitere Element als Stützelement ausgebildet ist. Das Stützelement ist aus einem festen Material gefertigt, beispielsweise aus Stahl oder einem anderen Metall oder einer Legierung. Das Stützelement gestattet, das erste Verschraubungselement von der Innenwand beabstandet anzubringen, wodurch ein Kontakt des ersten Verschraubungselements mit der Innenwand des Batteriegehäuses vermieden wird. Das Stützelement ist mit dem Strukturelement und mit der Innenwand des Batteriegehäuses vorzugsweise stoffschlüssig verbunden.
Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung liegt das mindestens eine Strukturelement unter Zwischenlage eines weiteren Elements an der Innenwand des Batteriegehäuses an, wobei das weitere Element als Dämpfungselement ausgebildet ist. Das Dämpfungselement ist aus einem weichen Material gefertigt, beispielsweise aus Kunststoff oder Gummi. Das Dämpfungselement gestattet, eine Dämpfung von Bewegungen der Batteriezellen relativ zu dem Batteriegehäuse und ermöglicht ferner einen Toleranzausgleich. Das Dämpfungselement ist mit dem Strukturelement und mit der Innenwand des Batteriegehäuses vorzugsweise verklebt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind mindestens zwei Strukturelemente innerhalb des Batteriegehäuses übereinander liegend angeordnet. Dabei können je zwei Strukturelemente rechtwinklig oder auch in anderen Winkeln zueinander orientiert sein. Die Anordnung mehrerer Strukturelemente übereinander bewirkt eine gegenseitige Versteifung der Strukturelemente.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist außerhalb des Batteriegehäuses mindestens ein Tragelement angeordnet. Das Tragelement liegt dabei unmittelbar oder unter Zwischenlage eines weiteren Elements an der Außenwand an.
Vorzugsweise ist das mindestens eine Tragelement mit der Außenwand des Batteriegehäuses stoffschlüssig verbunden. Zu denkbaren stoffschlüssigen Verbindungen zählen insbesondere Verschweißen sowie Verkleben. Aber auch weiter Arten von stoffschlüssigen Verbindungen, beispielsweise Löten, sind denkbar.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung liegt das mindestens eine Tragelement an mindestens zwei Seiten der Außenwand des Batteriegehäuses an. Die besagten beiden Seiten der Außenwand verlaufen dabei geneigt, vorzugsweise rechtwinklig, zueinander.
Vorzugsweise sind in einem zwischen der Innenwand und der Außenwand befindlichen Zwischenraum des Batteriegehäuses Mittel zur Wärmedämmung vorgesehen. Die besagten Mittel zur Wärmedämmung in dem Zwischenraum können beispielsweise wärmeisolierende Materialien sowie auch ein Vakuum umfassen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist in einem zwischen der Innenwand und der Außenwand befindlichen Zwischenraum des Batteriegehäuses mindestens ein Stabilisierungselement angeordnet. Das mindestens eine Stabilisierungselement liegt dabei an der Innenwand und an der Außenwand des Batteriegehäuses an. Das mindestens eine Stabilisierungselement weist eine höhere Steifigkeit auf als die in dem Zwischenraum des Batteriegehäuses vorgesehenen Mittel zur Wärmedämmung.
Durch das mindestens eine Stabilisierungselement wird die Steifigkeit des Batteriegehäuses vorteilhaft erhöht. Insbesondere vermindert das Stabilisierungselement eine Verbiegung sowie eine Verschiebung der Innenwand relativ zu der Außenwand des Batteriegehäuses.
Das mindestens eine Stabilisierungselement ist vorzugsweise aus einem nichtausgasenden Material mit verhältnismäßig geringer Wärmeleitfähigkeit hergestellt. Bevorzugt ist das Stabilisierungselement aus einem Kunststoff, und/oder aus einer Keramik und/oder aus einem Glasschaum, beziehungsweise einem Schaumglas, hergestellt.
Das mindestens eine Stabilisierungselement kann in eine separate Vakuumhülle eingeschweißt sein. Das mindestens eine Stabilisierungselement kann auch durch eine lokale Verdichtung oder Komprimierung der vorhandenen Mittel zur Wärmedämmung gebildet sein.
Vorteile der Erfindung
In einem erfindungsgemäßen Batteriepack ist vorteilhaft eine Wärmeisolation in dem Batteriegehäuse vorgesehen, so dass die darin befindlichen Batteriezellen nicht vorzeitig abkühlen. Im Fahrbetrieb des Elektrofahrzeugs, beispielsweise durch Straßenanregungen, Beschleunigungsmanöver und Bremsmanöver sowie Kurvenfahrt bis hin zu Unfallsituationen, auf die Batteriezellen wirkende Kräfte werden großflächig über die Strukturelemente auf die Innenwand des Batteriegehäuses übertragen. Über das Batteriegehäuse werden die wirkenden Kräfte weiter auf einen Rahmen des Elektrofahrzeugs übertragen. Dabei werden Spannungen in der Innenwand des Batteriegehäuses minimiert und die Gefahr einer Verformung des Batteriegehäuses wird vermindert. Zusätzliche mechanische Verbindungen zwischen der Innenwand und der Außenwand des Batteriegehäuses, die unerwünschte Wärmebrücken darstellen, sind nicht erforderlich. Durch das Vorsehen von geeigneten Stabilisierungselementen kann die Steifigkeit des Batteriegehäuses zusätzlich erhöht werden. Dadurch können Insbesondere Verbiegungen sowie Verschiebungen der Innenwand relativ zu der Außenwand des Batteriegehäuses vorteilhaft vermindert werden.
Figurenliste
Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Batteriepacks,
2 eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks in einer alternativen Ausführungsform,
3 eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks in einer weiteren alternativen Ausführungsform,
4 eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks in einer weiteren alternativen Ausführungsform,
5 eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks in einer weiteren alternativen Ausführungsform,
6 eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks in einer weiteren alternativen Ausführungsform,
7 eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks in einer weiteren alternativen Ausführungsform,
8 eine Draufsicht auf das in 7 dargestellte Batteriepack,
9 eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks in einer weiteren alternativen Ausführungsform,
10 eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks in einer weiteren alternativen Ausführungsform,
11 eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks in einer weiteren alternativen Ausführungsform und
12 eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks in einer weiteren alternativen Ausführungsform.

Ausführungsformen der Erfindung
In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Batteriepacks 10 für ein Elektrofahrzeug. Der Batteriepack 10 umfasst mehrere Batteriezellen 2, welche vorliegend als Mitteltemperatur- (Mid-T-) Zellen ausgebildet sind und Festkörperelektrolyte aufweisen. Die Batteriezellen 2 können innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs, beispielsweise zwischen 50°C und 80°C, optimal betrieben werden.
Der Batteriepack 10 umfasst auch ein Batteriegehäuse 20, welches eine Innenwand 22 und eine Außenwand 24 aufweist. Die Innenwand 22 sowie die Außenwand 24 sind jeweils aus einem dünnen metallischen Blech gebildet und weisen eine Wandstärke zwischen 0,5 mm und 1 mm auf. Die Batteriezellen 2 sind innerhalb des Batteriegehäuses 20 angeordnet. Hier nicht dargestellte elektrische Leitungen sind an den Batteriezellen 2 angeschlossen und durchgreifen das Batteriegehäuse 20.
Zwischen der Innenwand 22 sowie die Außenwand 24 des Batteriegehäuses 20 ist ein Zwischenraum gebildet. In diesem zwischen der Innenwand 22 und der Außenwand 24 befindlichen Zwischenraum sind Mittel 26 zur Wärmedämmung vorgesehen. Die Mittel 26 zur Wärmedämmung sind kompressibel und weisen eine geringe Wärmeleitfähigkeit auf. Bei den Mitteln 26 zur Wärmedämmung handelt es sich beispielsweise um Fasermaterial, Schaum, Aerogel, pyrogene Kieselsäure oder Kombinationen daraus.
In dem zwischen der Innenwand 22 und der Außenwand 24 befindlichen Zwischenraum des Batteriegehäuses 20 sind ferner Stabilisierungselemente 28 angeordnet. Die Stabilisierungselemente 28 liegen jeweils an der Innenwand 22 und an der Außenwand 24 des Batteriegehäuses 20 an. Die Stabilisierungselemente 28 weisen eine höhere Steifigkeit auf als die in dem Zwischenraum des Batteriegehäuses 20 vorgesehenen Mittel 26 zur Wärmedämmung.
Die Stabilisierungselemente 28 sind aus druckstabilen und nichtausgasenden Materialen mit verhältnismäßig geringer Wärmeleitfähigkeit hergestellt. Beispielsweise sind die Stabilisierungselemente 28 aus einem Kunststoff, und/oder aus einer Keramik und/oder aus einem Glasschaum, beziehungsweise einem Schaumglas, hergestellt.
Innerhalb des Batteriegehäuses 20 sind vorliegend zwei Strukturelemente 30 angeordnet. Die Strukturelemente 30 liegen vorliegend unmittelbar an der Innenwand 22 des Batteriegehäuses 20 an. Die Strukturelemente 30 sind aus einem festen Material gefertigt, vorliegend aus einem Metall, beispielsweise Stahl oder Aluminium. Die Strukturelemente 30 liegen, was in dieser Darstellung nicht sichtbar ist, mit einer verhältnismäßig großen Fläche an der Innenwand 22 des Batteriegehäuses 20 an.
Die Strukturelemente 30 sind mit der Innenwand 22 des Batteriegehäuses 20 stoffschlüssig verbunden, vorliegend verschweißt. Die Strukturelemente 30 weisen jeweils Sicken 32 auf, welche von der Innenwand 22 des Batteriegehäuses 20 abstehen. Die Sicken 32 erhöhen die Steifigkeit der Strukturelemente 30.
An den Sicken 32 der Strukturelemente 30 sind erste Verschraubungselemente 41 angebracht. Die ersten Verschraubungselemente 41 sind vorliegend Schrauben und weisen jeweils einen Kopf und einen Schaft auf. Die ersten Verschraubungselemente 41 sind dabei derart angeordnet, dass die Köpfe sich zwischen einem den Strukturelementen 30 und der Innenwand 22 des Batteriegehäuses 20 befinden. Die Schäfte durchragen die Strukturelemente 30 in Richtung von der Innenwand 22 weg.
Die ersten Verschraubungselemente 41 dienen zur Befestigung der Batteriezellen 2. Die Batteriezellen 2 weisen Befestigungselemente 45 auf, welche beispielsweise als Flansche oder Haltebleche ausgebildet sind. Die Batteriezellen 2 sind innerhalb des Batteriegehäuses 20 derart angeordnet, dass die ersten Verschraubungselemente 41 die als Flansche ausgebildeten Befestigungselemente 45 durchragen.
Die ersten Verschraubungselemente 41 sind mit entsprechenden zweiten Verschraubungselementen 42 verbunden. Die zweiten Verschraubungselemente 42 sind vorliegend Muttern. Dadurch, dass die ersten Verschraubungselemente 41 mit den zweiten Verschraubungselementen 42 verbunden sind, sind die Batteriezellen 2 an den Strukturelementen 30 befestigt.
Jedes der Strukturelemente 30 liegt in der hier gezeigten Ausführungsform des Batteriepacks 10 an je drei Seiten oder mehr, beispielsweise fünf Seiten, der Innenwand 22 des Batteriegehäuses 20 an. Benachbarte Seiten der Innenwand 22 verlaufen dabei jeweils bevorzugt rechtwinklig zueinander. Die Strukturelemente 30 sind somit zusätzlich formschlüssig in dem Batteriegehäuses 20 aufgenommen.
2 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks 10 in einer alternativen Ausführungsform. Abweichend von der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die Sicke 32 des Strukturelements 30 anders gestaltet. Die Sicke 32 erstreckt sich von einer Seite der Innenwand 22 bis zu der Benachbarten Seite der Innenwand 22.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks 10 in einer weiteren alternativen Ausführungsform. Abweichend von der in 1 gezeigten Ausführungsform ist ein Stützelement 52 vorgesehen. Das Strukturelement 30 liegt unter Zwischenlage des Stützelements 52 an der Innenwand 22 des Batteriegehäuses 20 an. Das Stützelement 52 ist aus einem festen Material gefertigt, beispielsweise aus Stahl oder Aluminium. Das Stützelement 52 ist mit dem Strukturelement 30 und mit der Innenwand 22 des Batteriegehäuses 20 stoffschlüssig verbunden.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks 10 in einer weiteren alternativen Ausführungsform. Ähnlich wie in der in 1 gezeigten Ausführungsform ist ein Stützelement 52 vorgesehen. Das Strukturelement 30 liegt unter Zwischenlage des Stützelements 52 an der Innenwand 22 des Batteriegehäuses 20 an. Das Stützelement 52 ist aus einem festen Material gefertigt, beispielsweise aus Stahl oder Aluminium. Das Stützelement 52 ist mit dem Strukturelement 30 und mit der Innenwand 22 des Batteriegehäuses 20 stoffschlüssig verbunden.
5 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks 10 in einer weiteren alternativen Ausführungsform. Abweichend von der in 1 gezeigten Ausführungsform sind Dämpfungselemente 54 vorgesehen. Das Strukturelement 30 liegt unter Zwischenlage der Dämpfungselemente 54 an der Innenwand 22 des Batteriegehäuses 20 an. Die Dämpfungselemente 54 sind aus einem weichen Material gefertigt, beispielsweise aus Kunststoff oder Gummi. Die Dämpfungselemente 54 sind mit dem Strukturelement 30 und mit der Innenwand 22 des Batteriegehäuses 20 verklebt.
6 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks 10 in einer weiteren alternativen Ausführungsform. Abweichend von der in 1 gezeigten Ausführungsform ist das erste Verschraubungselement 41 hier eine Mutter. Das Strukturelement 30 weist eine sich ändernde Dicke auf. Unter der Dicke ist dabei die Ausdehnung in eine Richtung rechtwinklig zu der Innenwand 22 zu verstehen. Dabei ist die Dicke des Strukturelements 30 in einem zentralen Bereich, in welchem das erste Verschraubungselement 41 angebracht ist, am größten, und nimmt mit zunehmender Entfernung zu dem ersten Verschraubungselement 41 ab.
7 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks 10 in einer weiteren alternativen Ausführungsform. Abweichend von der in 1 gezeigten Ausführungsform sind jeweils zwei Strukturelemente 30 innerhalb des Batteriegehäuses 20 übereinander liegend angeordnet. Die ersten Verschraubungselemente 41 sind hier Muttern.
8 zeigt eine Draufsicht auf den in 7 dargestellten Batteriepack 10. Die übereinander liegenden Strukturelemente 30 sind jeweils rechtwinklig zueinander orientiert und bilden einen Leiterrahmen. Weitere Strukturelemente 30 können beispielsweise diagonal dazu angeordnet werden.
9 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks 10 in einer weiteren alternativen Ausführungsform. Strukturelemente 30 sind hier nicht dargestellt. Abweichend von der in 1 gezeigten Ausführungsform sind außerhalb des Batteriegehäuses 20 Tragelemente 56 angeordnet, die an der Außenwand 24 des Batteriegehäuses 20 anliegen. Die Tragelemente 56 liegen an zwei Seiten der Außenwand 24 an, welche rechtwinklig, zueinander verlaufen. Die Tragelemente 56 sind mit der Außenwand 24 stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt.
10 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks 10 in einer weiteren alternativen Ausführungsform. Strukturelemente 30 sind hier nicht dargestellt. Abweichend von der in 9 gezeigten Ausführungsform ist ein Tragelement 56 außerhalb des Batteriegehäuses 20 angeordnet, welches als Schweißkonstruktion ausgebildet ist. Das Tragelement 56 ist mit der Außenwand 24 stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt.
11 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks 10 in einer weiteren alternativen Ausführungsform. Strukturelemente 30 sind hier nicht dargestellt. Abweichend von der in 9 gezeigten Ausführungsform ist ein Tragelement 56 außerhalb des Batteriegehäuses 20 angeordnet, welches als umlaufendes Außenprofil ausgebildet ist und das Batteriegehäuse 20 an mehreren Seiten der Außenwand 24 abstützt. Das Tragelement 56 ist mit der Außenwand 24 stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt oder verschweißt.
12 zeigt eine schematische Darstellung eines Teils eines Batteriepacks 10 in einer weiteren alternativen Ausführungsform. Strukturelemente 30 sind hier nicht dargestellt. Abweichend von der in 9 gezeigten Ausführungsform ist ein Tragelement 56 außerhalb des Batteriegehäuses 20 angeordnet, welches in Form eines Wellblechs ausgebildet ist und das Batteriegehäuse 20 an mehreren Seiten der Außenwand 24 abstützt. Das Tragelement 56 ist mit der Außenwand 24 stoffschlüssig verbunden, insbesondere verklebt oder verschweißt.
Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 2985804 A1 [0004]
DE 10319350 B4 [0006]
DE 102014102454 A1 [0007]
DE 102013220778 A1 [0009]
DE 102016106021 A1 [0010]
DE 102007010740 A1 [0011]

Claims

Batteriepack (10), insbesondere für ein Elektrofahrzeug, umfassend ein Batteriegehäuse (20), welches eine Innenwand (22) und eine Außenwand (24) aufweist, und mehrere innerhalb des Batteriegehäuses (20) angeordnete Batteriezellen (2), dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Batteriegehäuses (20) mindestens ein Strukturelement (30) angeordnet ist, welches unmittelbar oder unter Zwischenlage eines weiteren Elements an der Innenwand (22) anliegt, und dass an dem mindestens einen Strukturelement (30) mindestens ein erstes Verschraubungselement (41) angebracht ist, welches zur Befestigung der Batteriezellen (2) dient, und welches mit einem zweiten Verschraubungselement (42) verbindbar ist.
Batteriepack (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Strukturelement (30) mit der Innenwand (22) stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt oder verklebt, ist.
Batteriepack (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Strukturelement (30) eine Sicke (32) aufweist, an welcher das mindestens eine erste Verschraubungselement (41) angeordnet ist.
Batteriepack (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Strukturelement (30) an mindestens zwei Seiten der Innenwand (22) anliegt.
Batteriepack (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Element als Stützelement (52) ausgebildet ist.
Batteriepack (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Element als Dämpfungselement (54) ausgebildet ist.
Batteriepack (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Strukturelemente (30) innerhalb des Batteriegehäuses (20) übereinander liegend angeordnet sind.
Batteriepack (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass außerhalb des Batteriegehäuses (20) mindestens ein Tragelement (56) angeordnet ist, welches unmittelbar oder unter Zwischenlage eines weiteren Elements an der Außenwand (24) anliegt.
Batteriepack (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Tragelement (56) mit der Außenwand (24) stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt oder verklebt, ist.
Batteriepack (10) nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Tragelement (56) an mindestens zwei Seiten der Außenwand (24) anliegt.
Batteriepack (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zwischen der Innenwand (22) und der Außenwand (24) befindlichen Zwischenraum des Batteriegehäuses (20) Mittel (26) zur Wärmedämmung vorgesehen sind.
Batteriepack (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einem zwischen der Innenwand (22) und der Außenwand (24) befindlichen Zwischenraum des Batteriegehäuses (20) mindestens ein Stabilisierungselement (28) angeordnet ist, welches an der Innenwand (22) und an der Außenwand (24) anliegt.
Batteriepack (10) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Stabilisierungselement (28) aus einem Kunststoff, und/oder aus einer Keramik und/oder aus einem Glasschaum hergestellt ist.